螺桿泵從其本質(zhì)上來說是容積泵的一種，在應(yīng)用的過程中，依靠泵體與螺桿所形成的嚙合空間容積變化和移動(dòng)來輸送液體或使之增壓。螺桿泵的應(yīng)用范圍相對(duì)較廣，多見于石油、化工、冶金以及造船等領(lǐng)域。在螺桿泵運(yùn)行的過程中，可以有效地實(shí)現(xiàn)介質(zhì)傳遞的勻速性以及容積的恒定性。
螺桿泵的工作原理與齒輪泵相似，只是在結(jié)構(gòu)上用螺桿取代了齒輪。螺桿泵和其他的泵相比具有一定的性，不僅可以實(shí)現(xiàn)變量運(yùn)輸，同時(shí)還具有體積小、噪聲低等特點(diǎn)。而且這種泵的自吸能力較強(qiáng)，能夠傳輸一定數(shù)量帶有微小顆粒的液體，基于以上這些優(yōu)勢(shì)，在一些工廠中，逐漸淘汰了活塞泵和葉片泵等類型，選擇螺桿泵。
單螺桿泵是1932年由法國工程師Moineau發(fā)明，并由德國PCM泵公司制成產(chǎn)品。三螺桿泵是1931年由瑞典IMO公司發(fā)明并制造的。天津于1984年引進(jìn)德國Allweiler公司的制造技術(shù)和英國Holroyd公司的2AC螺桿銑床和配套設(shè)備后，我國才開始批量生產(chǎn)螺桿泵，比國外落后了20年。
螺桿泵的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域越來越大，對(duì)其技術(shù)要求越來越嚴(yán)格，適合不同工況的螺桿泵是今后研究的重點(diǎn)。
進(jìn)口螺桿泵—螺桿泵發(fā)展進(jìn)程
螺桿泵問世較晚，1930年法國工程師雷涅-摩伊諾（也譯莫諾）創(chuàng)造首單螺桿泵[1]。1931年瑞典MIO公司發(fā)明三螺桿泵[2]。1943年，德國鮑曼（Bomemann）公司生產(chǎn)外置軸承的雙螺桿泵，從1944年開始批量生產(chǎn)[3]。1959年以來，德國費(fèi)里茨-基伯格對(duì)單螺桿泵作了重大改進(jìn)，他設(shè)計(jì)和制造了德國新型單螺桿泵[4]。截止1972年，市場(chǎng)上所有的螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子的幾何形狀還都是1935年研制的。
我國螺桿泵的發(fā)展起步較晚，原天津市工業(yè)泵廠于20世紀(jì)60年代初期研制成功船用高壓小流量三螺桿泵，此后逐步發(fā)展成為單、雙、三螺桿泵的生產(chǎn)廠。60年代中期，原沈陽水泵廠開始生產(chǎn)雙螺桿泵和三螺桿泵，70年代研制成功五螺桿泵。
1984年6月，天津工業(yè)泵總廠與世界的德國阿爾維勒（ALLWEILER）公司簽定三螺桿泵制造技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同；1992年2月，與德國鮑曼公司簽定合同，引進(jìn)單、雙螺桿泵制造技術(shù)。
為了提高螺桿泵轉(zhuǎn)子加工精度，天津工業(yè)泵總廠先后從英國霍爾羅伊德（HOLROYD）公司購進(jìn)高精度螺桿泵轉(zhuǎn)子加工專用銑床，購進(jìn)該公司螺桿泵轉(zhuǎn)子專用2AC銑床、刀具及檢查設(shè)備。購進(jìn)奧地利CNC-131型加長(zhǎng)螺桿加工專用銑床。第二次購進(jìn)英國霍爾羅伊德（HOLROYD）公司加長(zhǎng)螺桿加工專用銑床、大直徑螺桿加工高精度專用銑床，以及銑刀制造技術(shù)及電子檢查儀器。
1989年，湖北石首水泵廠引進(jìn)原捷克斯洛伐克西格瑪公司單螺桿泵制造技術(shù)及空心管壓制單螺桿泵轉(zhuǎn)子設(shè)備。
我國目前螺桿泵生產(chǎn)廠約40-50家，螺桿泵（單、雙、三、五螺桿泵）產(chǎn)品中，以三螺桿泵產(chǎn)量*大，約占螺桿泵總產(chǎn)量的50%以上。
進(jìn)口螺桿泵—螺桿泵種類
螺桿泵依靠相互嚙合空間的容積變化來輸送流體。螺桿泵按照螺桿數(shù)目可以分為單螺桿泵、雙螺桿泵、三螺桿泵、四螺桿泵和五螺桿泵。四螺桿泵只有美國金字塔等少數(shù)公司生產(chǎn)，其特點(diǎn)與五螺桿泵類似。按照吸入方式可以分為單吸式和雙吸式。按照螺桿泵螺桿螺紋頭數(shù)，分為單頭和雙頭螺桿泵
3.1 單螺桿泵
單螺桿泵，主要由螺桿、泵套（襯套）和萬向聯(lián)軸節(jié)組成。單螺桿泵轉(zhuǎn)子是圓形斷面的螺桿，它在特殊形狀的襯套（定子）中一方面作行星運(yùn)動(dòng)，一方面沿著定子內(nèi)螺紋將液體向前推進(jìn)，從吸入腔連續(xù)地移動(dòng)到壓力腔，腔內(nèi)流體是軸向均勻流動(dòng)，無渦流和攪動(dòng)。
單螺桿泵是一種內(nèi)嚙合的密封式容積泵，國外習(xí)稱莫諾泵，德國等稱偏心轉(zhuǎn)子泵。按照螺桿泵螺桿螺紋頭數(shù)，分為單頭和雙頭螺桿泵。單頭螺桿泵，轉(zhuǎn)子為單頭凸螺紋（Z1=1）的螺桿，定子為雙頭凹螺紋（Z2=2）的螺套。雙頭單螺桿泵，其螺桿設(shè)計(jì)成凸螺紋（Z1=2）的齒形，螺套設(shè)計(jì)為三頭凹螺紋（Z1=3）的齒形[5]。
在排量、壓力和轉(zhuǎn)速相同的情況下，雙頭螺桿泵比單頭螺桿泵具有體積小、重量輕的顯著特點(diǎn)。
單螺桿泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、徑向尺寸小、壓力和排量無脈動(dòng)、噪聲低、自吸性能強(qiáng)、輸送介質(zhì)時(shí)攪動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，可用于輸送含有固體顆粒的液體、酸堿鹽液體、各種不同粘度液體、紙漿、軟青、污油、泥漿、水泥砂漿等，廣泛應(yīng)用于環(huán)保、生物工程、污物處理、采礦、石油化工、食品、制糖、制藥、造紙、染料、建筑等工業(yè)。
德國基伯格公司在單螺桿泵設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用領(lǐng)域、性能和效率等方面處于地位。
3.2 雙螺桿泵
雙螺桿泵由主動(dòng)螺桿（主桿）、從動(dòng)螺桿（從桿）、泵體、安全閥、聯(lián)軸器、過濾器、同步齒輪和滾動(dòng)軸承組成[6]。雙螺桿泵的兩根螺桿（轉(zhuǎn)子）相互嚙合，在襯套（定子）中運(yùn)轉(zhuǎn)，依靠所形成的密封腔的容積變化吸入和排出流體。流體是軸向均勻流動(dòng)，無渦流和攪動(dòng)。雙螺桿泵轉(zhuǎn)子和定子均為剛性材料制成，其制造精度要求比單螺桿泵高[7]。按照吸入方式，雙螺桿泵可以分為單吸和雙吸式。單吸雙螺桿泵和單吸五螺桿泵，要考慮平衡軸向力的液力平衡裝置。雙吸式雙螺桿泵，泵體內(nèi)裝有兩根左、右旋單頭螺紋的螺桿，螺桿上的軸向力自行平衡。主桿通過外置的同步齒輪（外支承型）帶動(dòng)從桿回轉(zhuǎn)，從桿的旋轉(zhuǎn)并不依靠主桿的嚙合傳動(dòng)，兩根螺桿以及螺桿與泵體之間的間隙靠齒輪和軸承保證。
由于外支承結(jié)構(gòu)，軸承與吸人和排出腔分開，而且主、從螺桿的工作型面間無接觸運(yùn)行，因此雙螺桿泵在液氣兩相流體輸送（介質(zhì)中還可以含固體顆粒）中有其它泵難以替代的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。近年來，國內(nèi)外雙螺桿泵的生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展很快。同時(shí)它還適用于非潤滑性、腐蝕性和含少量固體顆粒的流體。
雙螺桿多相流混輸泵，結(jié)構(gòu)緊湊，利用氣體的壓縮性成功地降低回流損失，提高了泵的容積效率，對(duì)于任意氣液比的多相流體、高凝固點(diǎn)高粘度流體都有較好的增壓效果，適合中小流量（10-1000 m3/h）和高中低揚(yáng)程（O-10 Mpa）工況[8]。
雙螺桿泵具有自吸性能強(qiáng)、輸送平穩(wěn)、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于船舶、石油、化工、機(jī)床、工程機(jī)械中，用于輸送燃油、潤滑油、液壓用油，特別它能用作潛油泵在石油井層中采吸含砂粒的氣液固三相原油介質(zhì)。
3.3 三螺桿泵
三螺桿泵主要由主桿、兩根從桿和包容三根螺桿的泵套組成。主桿螺紋呈凸形雙頭，從桿螺紋為凹形雙頭，兩者螺旋方向相反[9]。
三螺桿泵的主桿通過嚙合帶動(dòng)兩根從桿。三根螺桿（轉(zhuǎn)子）相互嚙合在襯套（定子）中運(yùn)轉(zhuǎn)，依靠所形成的密封腔的容積變化來吸入和排出流體。流體在泵腔內(nèi)軸向均勻移動(dòng)，無渦流和攪動(dòng)。螺桿泵的型面通常由擺線形成的，因而稱為擺線嚙合螺桿泵。三螺桿泵的嚙合間隙很小，壓力可達(dá)到25 MPa；噪聲低，達(dá)到57dB（A）；效率高，特別適合于高壓小流量的流體輸送。其加工精度比單螺桿泵、雙螺桿泵都要高。缺點(diǎn)是由于轉(zhuǎn)子間和轉(zhuǎn)子與定子間間隙細(xì)小，介質(zhì)中不能含固體顆粒。.
3.4 五螺桿泵
雙吸式五螺桿泵的泵套內(nèi)裝有五根左、右旋雙頭螺紋的螺桿，螺桿上的軸向力自行平衡。螺桿齒廓上有一段是漸開線，它起著主桿向從桿傳遞運(yùn)動(dòng)的作用。.螺桿兩端裝有滾動(dòng)軸承，保證螺桿與泵套之間的間隙。
對(duì)于單吸式五螺桿泵，需要考慮平衡軸向力的液力平衡裝置。
五螺桿泵是非密封型容積泵，壓力不高（1MPa以下），僅用于安裝空間受限制的特殊場(chǎng)合（如艦船上等）作為潤滑油泵。
進(jìn)口螺桿泵—工作原理及優(yōu)點(diǎn)
螺桿泵是依靠泵體與螺桿所形成的嚙合空間容積變化和移動(dòng)來輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵。螺桿泵按螺桿數(shù)目分為單螺桿泵、雙螺桿泵和三螺桿泵等。當(dāng)主動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)與其嚙合的從動(dòng)螺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，吸入腔一端的螺桿嚙合空間容積逐漸增大，壓力降低。液體在壓差作用下進(jìn)入嚙合空間容積。當(dāng)容積增至*大而形成一個(gè)密封腔時(shí)，液體就在一個(gè)個(gè)密封腔內(nèi)連續(xù)地沿軸向移動(dòng)，直至排出腔一端。這時(shí)排出腔一端的螺桿嚙合空間容積逐漸縮小，而將液體排出。
螺桿泵的工作原理與齒輪泵相似，只是在結(jié)構(gòu)上用螺桿取代了齒輪。螺桿泵的流量和壓力脈沖很小，噪聲和振動(dòng)小，有自吸能力，但螺桿加工較困難。泵有單吸式和雙吸式兩種結(jié)構(gòu)，但單螺桿泵僅有單吸式。泵必須配帶安全閥(單螺桿泵不必配帶），以防止由于某種原因如排出管堵塞使泵的出口壓力超過容許值而損壞泵或原動(dòng)機(jī)
螺桿泵有以下優(yōu)點(diǎn)：
1. 壓力和流量范圍寬闊。壓力約在3.4-340千克力/cm2，流量可達(dá)18600cm3/分；
2. 運(yùn)送液體的種類和粘度范圍寬廣；
3. 因?yàn)楸脙?nèi)的回轉(zhuǎn)部件慣性力較低，故可使用很高的轉(zhuǎn)速；
4. 吸入性能好，具有自吸能力；
5. 流量均勻連續(xù)，振動(dòng)小，噪音低；
6. 與其它回轉(zhuǎn)泵相比，對(duì)進(jìn)入的氣體和污物不太敏感；
7. 結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)，安裝保養(yǎng)容易。
螺桿泵的缺點(diǎn)是，螺桿的加工和裝配要求較高；泵的性能對(duì)液體的粘度變化比較敏感。
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